論文の概要: A Lazy Resynthesis Approach for Simultaneous T Gate and Two-Qubit Gate Optimization of Quantum Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.04092v2
• Date: Mon, 18 Aug 2025 08:07:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-19 14:49:10.205866
• Title: A Lazy Resynthesis Approach for Simultaneous T Gate and Two-Qubit Gate Optimization of Quantum Circuits
• Title（参考訳）: 同時Tゲートの遅延再合成と量子回路の2ビットゲート最適化
• Authors: Mu-Te Lau, Hsiang-Chun Yang, Hsin-Yu Chen, Chung-Yang Ric Huang,
• Abstract要約: T数削減のための最先端量子回路最適化(QCO)アルゴリズムは、しばしば2量子ゲート数(2Qカウント)を大幅に増加させる。 本稿では, クリフォード+T回路におけるTカウント最適化時に導入される2Qゲートのサージを著しく軽減する, 現代の卓上型QCO流に対する新しい遅延再合成手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.26784722398800515
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: State-of-the-art quantum circuit optimization (QCO) algorithms for T-count reduction often lead to a substantial increase in two-qubit gate count (2Q-count) -- a drawback that existing 2Q-count optimization techniques struggle to address effectively. In this work, we propose a novel lazy resynthesis approach for modern tableau-based QCO flows that significantly mitigates the 2Q-gate surges commonly introduced during T-count optimization in Clifford+T circuits. Experimental results show that our approach reduces 2Q-count overhead by 54.8%, 15.3%, and 68.0% compared to tableau-based, ZX-calculus-based, and path-sum-based QCO algorithms, respectively. In terms of runtime, our method achieves speedups of 1.81$\times$ and 13.1$\times$ over the tableau-based and ZX-calculus-based methods, while performing comparably to the path-sum-based approach. In summary, the proposed lazy resynthesis technique not only enhances the quality and performance of tableau-based QCO algorithms but also demonstrates superior efficiency and scalability compared to alternative QCO approaches such as ZX-calculus and path-sum-based techniques.
• Abstract（参考訳）: T数削減のための最先端量子回路最適化(QCO)アルゴリズムは、しばしば2量子ビットゲート数(2Qカウント)を大幅に増加させる。 本研究では, クリフォード+T回路におけるTカウント最適化時に導入される2Qゲートの急激な急激な上昇を緩和する, 現代の卓上型QCO流に対する新しい遅延再合成手法を提案する。 実験結果から,本手法はテーブルーベース,ZX計算ベース,パスサムベースのQCOアルゴリズムと比較して,2Qカウントのオーバーヘッドを54.8%,15.3%,68.0%削減することがわかった。 実行時の処理速度は1.81$\times$と13.1$\times$である。 要約すると、提案手法は、テーブルーベースQCOアルゴリズムの品質と性能を向上させるだけでなく、ZX計算やパスサムベースの手法のような代替QCO手法と比較して、効率とスケーラビリティを向上する。

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